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一個常見的比喻是，如果石油是工業(yè)的血液，那么稀土就是工業(yè)的維生素。稀土是一種寶貴的戰(zhàn)略資源，廣泛應(yīng)用于尖端科技和軍事工業(yè)，是“新材料之母”。稀土在我們的日常生活中也無處不在，堪稱“萬能之地”。

但是，“稀土不是土”。稀土是一組金屬的縮寫。自18世紀(jì)末以來，稀土元素相繼被發(fā)現(xiàn)。稀土元素有17種。包括化學(xué)元素周期表中的15種鑭系元素——鑭(la)、鈰(ce)、鐠(pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)幾乎每隔3-5年，科學(xué)家就能發(fā)現(xiàn)稀土的新用途，每六項發(fā)明中就有一項與稀土密不可分...

中國稀土礦產(chǎn)豐富，三大世界第一:資源儲量第一，約占23%；產(chǎn)量第一，占世界稀土商品的80%-90%；銷量第一，60%-70%的稀土產(chǎn)品出口國外。同時，中國是唯一能夠供應(yīng)全部17種稀土金屬的國家，特別是具有突出軍事用途的中、重稀土。中國的份額令人羨慕。

稀土是一種寶貴的戰(zhàn)略資源，被譽(yù)為“工業(yè)味精”、“新材料之母”，廣泛應(yīng)用于尖端科技和軍事工業(yè)。工業(yè)和信息化部表示，稀土永磁、發(fā)光、儲氫、催化等功能材料已成為先進(jìn)裝備制造、新能源、新興產(chǎn)業(yè)等高科技產(chǎn)業(yè)不可或缺的原材料，在電子、石化、冶金、機(jī)械、新能源、輕工、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。。

根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局2015年的數(shù)據(jù)，全球稀土儲量約為1.3億噸(以稀土氧化物REO計)，其中中國5500萬噸，巴西2200萬噸，美國1300萬噸，澳洲210萬噸，印度310萬噸，馬來西亞3萬噸，其他國家4100萬噸。

NA表示沒有產(chǎn)量，K表示產(chǎn)量少

早在1983年，日本就出臺了稀有礦產(chǎn)戰(zhàn)略儲備制度，國內(nèi)稀土83%來自中國。

再看看美國，其稀土儲量僅次于中國和巴西，但其稀土是輕稀土，分為重稀土和輕稀土。重稀土很貴，輕稀土開采不劃算，被業(yè)內(nèi)人士變成了假稀土。美國80%的稀土進(jìn)口來自中國。

以前有句話:“中東有石油，中國有稀土。”。稀土不僅是世界1/5高科技產(chǎn)品必備的“味精”，也是中國未來在世界談判桌上強(qiáng)有力的籌碼。保護(hù)和科學(xué)利用稀土資源，防止珍貴的稀土資源被盲目出售和出口到西方國家，已經(jīng)成為近年來許多有志之士呼吁的國家戰(zhàn)略。

17種稀土元素用途一覽表

1鑭用于合金材料和農(nóng)用薄膜

鈰廣泛用于汽車玻璃

3鐠廣泛用于陶瓷顏料

釹廣泛用于航空空航天材料

5鈸為衛(wèi)星提供輔助能量

6釤在原子能反應(yīng)堆中的應(yīng)用

7銪制造透鏡和液晶顯示器

醫(yī)用磁共振成像用釓8

9鋱用于飛機(jī)機(jī)翼調(diào)節(jié)器

10鉺在軍事上用于激光測距儀

11鏑用作膠片和印刷的光源

12鈥用于制造光通信設(shè)備

13銩用于腫瘤的臨床診斷和治療

14鐿計算機(jī)存儲元件添加劑

15動力電池技術(shù)镥

16釔制造電線和飛機(jī)應(yīng)力部件

鈧17常被用來制造合金

詳情如下:

一個

鑭(La)(發(fā)音為lán)

氯化鑭粉末。(數(shù)據(jù)圖)

元素“鑭”的命名是在1839年，當(dāng)時一個叫“莫山德”的瑞典人發(fā)現(xiàn)鈰礦中含有其他元素，他借用希臘語“隱藏”一詞將這種元素命名為“鑭”。

鑭廣泛應(yīng)用于壓電材料、電熱材料、熱電材料、磁阻材料、發(fā)光材料(藍(lán)色粉末)、儲氫材料、光學(xué)玻璃、激光材料、各種合金材料等。鑭也用于制備許多有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品的催化劑中。鑭也用于光轉(zhuǎn)換農(nóng)膜。在國外，科學(xué)家們將鑭在作物中的作用稱為“超級鈣”。

2

鈰(Ce)(發(fā)音為sh √)

鈰可用作催化劑、電弧電極和特種玻璃。鈰合金耐高溫，可用于制造噴氣螺旋槳零件。(數(shù)據(jù)圖)

元素“鈰”于1803年由德國的克拉普斯、瑞典的烏斯伯·黎齊和史施格爾發(fā)現(xiàn)并命名，以紀(jì)念1801年發(fā)現(xiàn)的小行星谷神星。

(1)鈰作為玻璃添加劑，能吸收紫外線和紅外線，已廣泛應(yīng)用于汽車玻璃中。既能防紫外線，又能降低車內(nèi)溫度，從而節(jié)省空通話電源。日本從1997年開始在汽車玻璃中添加氧化鈰。1996年，汽車玻璃中至少使用了2000噸氧化鈰，美國大約使用了1000噸。

(2)目前，鈰正被應(yīng)用于汽車尾氣凈化催化劑，可有效防止大量汽車尾氣被排放成空氣體。美國這一地區(qū)的稀土消費(fèi)量占稀土總消費(fèi)量的三分之一。

(3)硫化鈰可以替代鉛、鎘等對環(huán)境和人類有害的金屬，可用于顏料、著色塑料、涂料、油墨、造紙等行業(yè)。目前領(lǐng)先的公司是法國羅納普朗克公司。

(4) CE: LISAF激光系統(tǒng)是美國研制的固態(tài)激光器，可以通過監(jiān)測色氨酸濃度來檢測生物武器和藥物。鈰的應(yīng)用范圍很廣，幾乎所有的稀土應(yīng)用都含有鈰。如拋光粉、儲氫材料、熱電材料、鈰鎢電極、陶瓷電容器、壓電陶瓷、鈰碳化硅磨料、燃料電池原料、汽油催化劑、一些永磁材料、各種合金鋼和有色金屬等。

三

Pr(發(fā)音為pǔ)

鐠釹合金(數(shù)據(jù)圖)

大約160年前，瑞典人莫山德從鑭中發(fā)現(xiàn)了一種新元素，但它不是單一元素。莫山德發(fā)現(xiàn)這種元素的性質(zhì)與鑭非常相似，將其命名為“Pr: Nd”。“鐠釹”在希臘語中是“雙胞胎”的意思。大約40年后的1885年，蒸汽燈套發(fā)明時，奧地利的韋爾斯巴赫成功地從“鐠和釹”中分離出兩種元素，一種叫“釹”，另一種叫“鐠”。這種“孿生”是分離的，鐠元素有自己廣闊的天地施展才華。鐠是一種量很大的稀土元素，用于玻璃、陶瓷和磁性材料。

(1)鐠廣泛用于建筑陶瓷和日用陶瓷。可與陶瓷釉混合制成色釉，也可單獨(dú)作為釉下顏料使用。制成的顏料為淡黃色，色調(diào)純凈優(yōu)雅。

(2)用于制造永磁體。用廉價的鐠釹金屬代替純釹金屬制作永磁材料，其抗氧化性和機(jī)械性能明顯提高，可加工各種形狀的磁體。廣泛用于各種電子設(shè)備和電機(jī)。

(3)用于石油催化裂化。在Y沸石分子篩中加入富集的鐠和釹，可以提高催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性，制備石油裂化催化劑。中國從20世紀(jì)70年代開始投入工業(yè)使用，消費(fèi)量不斷增加。

(4)鐠也可用于研磨拋光。此外，鐠還廣泛應(yīng)用于光纖領(lǐng)域。

四

釹(Nd)(發(fā)音為n)

隨著鐠的誕生，釹應(yīng)運(yùn)而生。釹的到來激活了稀土領(lǐng)域，在稀土領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，影響了稀土市場。

釹因其在稀土領(lǐng)域的獨(dú)特地位，多年來一直是市場熱點(diǎn)。釹金屬的最大用戶是釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁體的出現(xiàn)為稀土高科技領(lǐng)域注入了新的活力。釹鐵硼磁體因其高磁能產(chǎn)品而被稱為“永磁體之王”。它以其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械等行業(yè)。阿爾法磁譜儀的成功研制，標(biāo)志著我國釹鐵硼磁體的磁性能已進(jìn)入世界一流水平。釹也用于有色金屬材料。在鎂或鋁合金中加入1.5 ~ 2.5%的釹，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性，廣泛用作航空航天材料。此外，摻釹釔鋁石榴石產(chǎn)生短波激光束，在工業(yè)上廣泛用于焊接和切割厚度在10毫米以下的薄材料。醫(yī)療上，用Nd: YAG激光代替手術(shù)刀進(jìn)行手術(shù)切除或傷口消毒。釹還用于玻璃和陶瓷材料著色，并作為橡膠產(chǎn)品的添加劑。

五

金蓮花(Pm)(發(fā)音為p)

銩是核反應(yīng)堆產(chǎn)生的人造放射性元素(數(shù)據(jù)圖)

1947年，J.A .馬林斯基、L.E .格倫德寧和C.E .柯瑞爾成功地從原子能反應(yīng)堆使用的鈾燃料中分離出61號元素，并以希臘神話中的普羅米修斯命名為钷。銩是核反應(yīng)堆產(chǎn)生的人造放射性元素。

(1)可用作熱源。為真實空探索和人造衛(wèi)星提供輔助能源。

(2)Pm147發(fā)射低能β射線，可用于制造鈸電池。作為導(dǎo)彈制導(dǎo)儀器和時鐘的電源。這種電池體積小，可以連續(xù)使用幾年。此外，钷還用于便攜式x光儀器、熒光粉制備、厚度測量和信標(biāo)燈。

六

釤(Sm)(發(fā)音為shān)

釤金屬(數(shù)據(jù)圖)

1879年，Boysbaudley從鈮釔礦石中獲得的“鐠釹”中發(fā)現(xiàn)了一種新的稀土元素，并根據(jù)這種礦石的名稱將其命名為釤。

Sm為淡黃色，是Sm-Co永磁體的原料，Sm-Co磁體是工業(yè)上最早使用的稀土磁體。永磁體有兩種:SmCo5系統(tǒng)和Sm2Co17系統(tǒng)。70年代初發(fā)明了SmCo5系統(tǒng)，后期發(fā)明了Sm2Co17系統(tǒng)?，F(xiàn)在后者的需求為主。釤鈷磁體中使用的氧化釤純度不必太高，從成本上來說主要使用95%左右的產(chǎn)品。此外，氧化釤也用于陶瓷電容器和催化劑。此外，釤具有核性質(zhì)，可以作為原子能反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料、屏蔽材料和控制材料，使核裂變產(chǎn)生的巨大能量得到安全利用。

七

銪(Eu)(發(fā)音為釔)

氧化銪粉末，大部分用于熒光粉(數(shù)據(jù)圖)(數(shù)據(jù)圖)

1901年，尤金-安東尼德馬克從“釤”中發(fā)現(xiàn)了一種新的元素，命名為銪。這大概是以歐洲這個詞命名的。氧化銪多用于熒光粉。Eu3+用作紅色熒光粉的活化劑，Eu2+用作藍(lán)色熒光粉。現(xiàn)在Y2O2S:Eu3+是發(fā)光效率、鍍膜穩(wěn)定性、回收成本最好的熒光粉。此外，由于提高發(fā)光效率和對比度等技術(shù)的改進(jìn)，它正被廣泛使用。近年來，氧化銪還被用作新型x光醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng)的受激發(fā)射磷光體。氧化銪還可以用于制造有色透鏡和濾光器，用于磁泡存儲器件，還可以在原子反應(yīng)堆的控制材料、屏蔽材料和結(jié)構(gòu)材料方面顯示其才能。

八

釓(Gd)(發(fā)音為gá)

釓及其同位素是最有效的中子吸收劑，可用作核反應(yīng)堆的抑制劑。(數(shù)據(jù)圖)

1880年，Marie Gnacke (G. De Marignac)將“釤”分離成兩種元素，其中一種元素被Sorett證明是釤，另一種元素被Poissbaudelai的研究所證實。1886年，馬里的格納克將這種新元素命名為加多·利尼姆，以紀(jì)念釔的發(fā)現(xiàn)者和稀土研究的先驅(qū)加多林。釓將在現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮重要作用。

它的主要用途是:

(1)其水溶性順磁性復(fù)合物可改善醫(yī)療中人體的核磁共振成像信號。

(2)其氧化硫可用作示波管和x光屏的矩陣柵，具有特殊的亮度。

(3)釓鎵石榴石中的釓是氣泡存儲器的理想單襯底。

(4)可以作為固體磁制冷介質(zhì)，不受Camot循環(huán)限制。

(5)作為抑制劑控制核電站的連鎖反應(yīng)水平，保證核反應(yīng)的安全。

(6)作為釤鈷磁體的添加劑，保證性能不隨溫度變化。

九

鋱(Tb)(發(fā)音為t)

氧化鋱粉末(數(shù)據(jù)圖)

1843年，瑞典的莫山德(Karl G. Mosander)通過研究釔土發(fā)現(xiàn)了鋱。鋱的應(yīng)用大多涉及高科技領(lǐng)域，是一個技術(shù)密集、知識密集的前沿項目，也是一個經(jīng)濟(jì)效益顯著、發(fā)展前景誘人的項目。

主要應(yīng)用領(lǐng)域有:

(1)熒光粉在三基色熒光粉中用作綠色粉末的激活劑，如鋱激活的磷酸鹽基體、鋱激活的硅酸鹽基體和鋱激活的鋁酸鈰鎂基體，它們都在激發(fā)態(tài)發(fā)射綠光。

(2)磁光存儲材料。近年來，鋱磁光材料已經(jīng)達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)的規(guī)模。采用Tb-Fe非晶薄膜制成的磁光盤作為計算機(jī)存儲元件，存儲容量提高10 ~ 15倍。

(3)磁光玻璃，含鋱法拉第旋光玻璃是制造激光技術(shù)中廣泛使用的旋光器、隔離器和環(huán)形器的關(guān)鍵材料。特別是特芬諾的開發(fā)開辟了特芬諾的新用途，特芬諾是20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)的新材料。這種合金有一半是由鋱和鏑組成，有時加入鈥，其余是鐵。這種合金最初是由美國愛荷華州的艾姆斯實驗室開發(fā)的。鋱鏑鐵最初主要用于聲納，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域，從燃油噴射系統(tǒng)、液體閥門控制、微定位到機(jī)械作動器、機(jī)構(gòu)、飛機(jī)望遠(yuǎn)鏡的機(jī)翼調(diào)節(jié)器。

10

Dy(發(fā)音為dí)

金屬鏑(數(shù)據(jù)圖)

1886年，法國人博伊斯·波德萊爾(Boyce Baudelaire)成功地將鈥分離成兩種元素，一種仍叫鈥，另一種按鈥“難取”的意思叫鏑。Dy在許多高科技領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。

鏑的主要用途有:

(1)作為釹鐵硼永磁體的添加劑，在該磁體中加入約2~3%的鏑可以提高其矯頑力。過去對鏑的需求量不大，但隨著釹鐵硼磁體需求量的不斷增加，鏑成了必不可少的添加元素，品位必須在95 ~ 99.9%左右，需求量也迅速增加。

(2)鏑作為熒光粉的激活劑，鏑(3+)是一種很有前途的單發(fā)光中心三基色熒光粉的激活劑，主要由兩個發(fā)射帶組成，一個是黃光發(fā)射，一個是藍(lán)光發(fā)射，摻鏑熒光粉可以作為三基色熒光粉。

(3)鏑是制備磁致伸縮合金中Terfenol合金的必要金屬原料，可以實現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動的一些精密活動。

(4)金屬鏑可用作磁光存儲材料，記錄速度快，讀取靈敏度高。

(5)用于鏑燈的制備，鏑燈中使用的工作物質(zhì)是碘化鏑，具有亮度高、色彩好、色溫高、體積小、電弧穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已用作膠片和印刷的照明光源。

(6)鏑由于具有較大的中子俘獲截面面積，在原子能工業(yè)中用于測量中子能譜或作為中子吸收劑。

(7)Dy3Al5O12也可作為磁制冷的磁性工質(zhì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鏑的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大和延伸。

11

Ho(發(fā)音為hu)

ho-鐵合金(數(shù)據(jù)圖)

19世紀(jì)下半葉，光譜分析的發(fā)現(xiàn)、元素周期表的公布以及稀土元素電化學(xué)分離技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)一步推動了新稀土元素的發(fā)現(xiàn)。1879年，瑞典懸崖發(fā)現(xiàn)了鈥元素，并在瑞典斯德哥爾摩將其命名為鈥。

目前鈥的應(yīng)用領(lǐng)域有待進(jìn)一步拓展，用量不是很大。最近，包鋼稀土研究所采用高溫高保真空蒸餾提純技術(shù)開發(fā)出高純金屬鈥Ho/σ Re >: 99.9%。

目前，鈥的主要用途有:

(1)金屬鹵素?zé)糇鳛榻饘冫u素?zé)舻奶砑觿窃诟邏汗療舻幕A(chǔ)上發(fā)展起來的一種氣體放電燈，其特征在于燈泡內(nèi)填充有各種稀土鹵化物。目前主要使用的是稀土碘化物，氣體放電時會發(fā)出不同的譜線。鈥燈中使用的工作物質(zhì)是碘化鈥，它可以在電弧區(qū)獲得較高的金屬原子濃度，從而大大提高輻射效率。

(2)鈥可作為釔鐵或釔鋁石榴石的添加劑；

(3) Ho: YAG能發(fā)射2μm激光，2μm激光在人體組織中的吸收率幾乎比HD: YAG高三個數(shù)量級。因此，在醫(yī)療手術(shù)中使用鈥激光，不僅可以提高手術(shù)效率和準(zhǔn)確性，而且可以將熱損傷面積減小到更小的尺寸。鈥晶體產(chǎn)生的自由光束可以消除脂肪而不產(chǎn)生過多熱量，從而減少對健康組織的熱損傷。據(jù)報道，美國采用鈥激光治療青光眼，可以減輕手術(shù)患者的痛苦。我國2μm激光晶體的水平已達(dá)到國際水平，應(yīng)大力開發(fā)生產(chǎn)這種激光晶體。

(4)在磁致伸縮合金Terfenol-D中，也可以加入少量的鈥，降低合金飽和磁化所需的外場。

(5)此外，摻鈥光纖可以制成光纖激光器、光纖放大器、光纖傳感器等光通信器件，在當(dāng)今快速光纖通信中將發(fā)揮更重要的作用。

12

鉺(Er)(讀μr)

氧化鉺粉末(數(shù)據(jù)圖)

鉺是1843年在瑞典的莫山德發(fā)現(xiàn)的。鉺具有突出的光學(xué)性質(zhì)，這一直是人們關(guān)注的問題:

(1)Er3+在1550nm處的光發(fā)射具有特殊的意義，因為該波長位于光纖通信中光纖的最低損耗處。鉺離子(Er3+)被波長為980納米和1480納米的光激發(fā)后，從基態(tài)4I15/2躍遷到高能態(tài)4I13/2，當(dāng)處于高能態(tài)的Er3+躍遷回基態(tài)時，發(fā)射波長為1550納米。應(yīng)時光纖可以傳輸不同波長的光，但不同光的衰減率不同。當(dāng)1550納米波段的光在應(yīng)時光纖中傳輸時，衰減率最低(0.15分貝/公里)，幾乎是下限。因此，當(dāng)光纖通信用作1550nm的信號光時，光損耗最小。這樣，如果將適當(dāng)濃度的鉺摻雜到適當(dāng)?shù)木仃囍?，就可以根?jù)激光原理工作，放大器可以補(bǔ)償通信系統(tǒng)中的損耗。因此，摻鉺光纖放大器是電信網(wǎng)絡(luò)中必不可少的光學(xué)器件，需要放大波長為1550nm的光信號，目前摻鉺石英光纖放大器已經(jīng)商業(yè)化。據(jù)報道，為了避免無用的吸收，光纖中鉺的摻雜量為幾十到幾百ppm。光纖通信的快速發(fā)展將為鉺開辟一個新的應(yīng)用領(lǐng)域。

(2)另外，摻鉺激光晶體及其輸出的1730nm激光和1550nm激光對人眼是安全的，具有良好的大氣傳輸性能，對戰(zhàn)場煙霧的穿透能力強(qiáng)，保密性好，不易被敵人發(fā)現(xiàn)，照亮軍事目標(biāo)時對比度大。因此，它已被制成一個便攜式激光測距儀安全人眼軍事用途。

(3)可以在玻璃中加入Er3+制成稀土玻璃激光材料，是目前輸出脈沖能量和功率最高的固體激光材料。

(4)Er3+也可以作為稀土上轉(zhuǎn)換激光材料的激活離子。

(5)此外，鉺還可以應(yīng)用于眼鏡和水晶玻璃的脫色和著色。

13

锝(Tm)(發(fā)音為di)

在核反應(yīng)堆中對銩進(jìn)行輻照，產(chǎn)生一種能夠發(fā)射X射線的同位素，這種同位素可以用作便攜式X射線源。(數(shù)據(jù)圖)

元素銩于1879年由瑞典的克里夫發(fā)現(xiàn)，并以舊斯堪的納維亞名稱銩命名。

銩的主要用途如下:

(1)銩作為醫(yī)用便攜式x光機(jī)的輻射源。銩在核反應(yīng)堆中經(jīng)過輻照后，產(chǎn)生一種能夠發(fā)射X射線的同位素，可以用來制造便攜式血液輻照器。這種輻射計可以在高中子束的作用下將銩-169轉(zhuǎn)變?yōu)殇A-170，并發(fā)射X射線照射血液，減少白細(xì)胞，導(dǎo)致器官移植排斥反應(yīng)

(2)銩也可用于腫瘤的臨床診斷和治療，因為它對腫瘤組織的親和力較高，重稀土的親和力大于輕稀土，尤其是銩的親和力最大。

(3)利用銩作為X射線增感屏熒光粉中的活化劑laobr: br(藍(lán)色)，增強(qiáng)光學(xué)靈敏度，從而減少X射線照射，減少對人的傷害。與以往的鎢酸鈣增感屏相比，可減少50%的X射線劑量，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中具有重要的現(xiàn)實意義。

(4)锝也可以作為金屬鹵素?zé)舻奶砑觿?，一種新的照明光源。

(5)在玻璃中加入TM3+可以制成稀土玻璃激光材料，是目前輸出脈沖最大、輸出功率最高的固體激光材料。Tm3+也可以作為稀土上轉(zhuǎn)換激光材料的激活離子。

14

鐿(Yb)(發(fā)音為y)

鐿金屬(數(shù)據(jù)圖)

1878年，讓·查爾斯(Jean Charles)和G.deMarignac在鉺中發(fā)現(xiàn)了一種新的稀土元素，被Ytterby命名為鐿。

鐿的主要用途有:

(1)作為隔熱涂層材料。鐿能明顯提高電沉積鋅鍍層的耐蝕性，含鐿鍍層的晶粒尺寸比不含鐿的鍍層更小、更均勻、更致密。

(2)作為磁致伸縮材料。這種材料具有超磁致伸縮的特性，即在磁場中膨脹。合金主要由鐿/鐵氧體合金和鏑/鐵氧體合金組成，加入一定比例的錳產(chǎn)生超磁致伸縮。

(3)用于壓力測量的鐿元素。實驗表明，鐿元素在標(biāo)定壓力范圍內(nèi)具有較高的靈敏度，為鐿在壓力測量中的應(yīng)用開辟了一條新的途徑。

(4)用于磨牙空洞的樹脂基填充物，以替代過去常用的銀汞合金。

(5)日本學(xué)者成功完成了摻鐿釓鎵石榴石嵌入式線波導(dǎo)激光器的制備，對激光技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。此外，鐿還用于熒光粉活化劑、無線電陶瓷、電子計算機(jī)存儲元件(磁泡)添加劑、玻璃纖維熔劑和光學(xué)玻璃添加劑。

15

镥(Lu)(發(fā)音為lǔ)

氧化镥粉末(數(shù)據(jù)圖)

硅酸镥釔晶體(數(shù)據(jù)圖)

1907年，威爾斯巴赫和于爾班進(jìn)行了他們自己的研究，通過不同的分離方法從鐿中發(fā)現(xiàn)了一種新的元素。韋爾斯巴赫將這種元素命名為Cp(仙后座)，烏本根據(jù)巴黎的舊名镥將其命名為Lu(镥)。后來發(fā)現(xiàn)Cp和Lu是同一個元素，就叫镥。

(1)制造一些特殊合金。例如镥鋁合金可以用于中子活化分析。

(2)穩(wěn)定的镥核素在石油裂化、烷基化、加氫和聚合中起催化作用。

(3)釔鐵或釔鋁石榴石的加入可以改善某些性能。

(4)磁泡水庫原材料。

(5)復(fù)合功能晶體摻镥鋁釔釹四硼酸鹽，屬于鹽溶液冷卻晶體生長技術(shù)領(lǐng)域。實驗表明，摻镥NYAB晶體在光學(xué)均勻性和激光性能方面優(yōu)于NYAB晶體。

(6)镥在電致變色顯示和低維分子半導(dǎo)體方面有潛在的應(yīng)用。

此外，镥還用于能量電池技術(shù)和磷光體活化劑。

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釔(y)(發(fā)音為y)

釔用途廣泛，釔鋁石榴石可用作激光材料，釔鐵石榴石用于微波技術(shù)和聲能傳遞，摻銪釩酸釔和摻銪氧化釔用作彩電熒光粉。(數(shù)據(jù)圖)

1788年，一位研究化學(xué)和礦物學(xué)并收集礦石的業(yè)余瑞典軍官卡爾·阿雷尼(Karl areni)在斯德哥爾摩灣外的Ytterby村發(fā)現(xiàn)了瀝青和煤等黑色礦物，依當(dāng)?shù)氐孛麨閅tterbite。1794年，芬蘭化學(xué)家約翰·加多林分析了伊泰比特的樣本。發(fā)現(xiàn)除了鈹、硅、鐵的氧化物外，還含有38%的未知元素的氧化物。1797年，瑞典化學(xué)家安德斯·古斯塔夫·?？瞬褡C實了這種“新土壤”，并將其命名為氧化釔。

(1)鋼和有色合金添加劑。FeCr合金通常含有0.5-4%的釔，可以增強(qiáng)這些不銹鋼的抗氧化性和延展性；通過添加適量的富釔混合稀土，MB26合金的綜合性能明顯提高，可替代部分中強(qiáng)鋁合金，用于飛機(jī)受力部件。在鋁鋯合金中加入少量富釔稀土可以提高合金的導(dǎo)電性；這種合金已被中國大多數(shù)線材廠采用。在銅合金中加入釔提高了導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度。

(2)含6%釔和2%鋁的氮化硅陶瓷材料可用于開發(fā)發(fā)動機(jī)零件。

(3)功率為400瓦的釹:釔:鋁:石榴石激光束用于鉆、切割和焊接大型部件。

(4)由釔鋁石榴石單晶組成的電子顯微鏡屏幕，熒光亮度高，散射光吸收低，耐高溫和機(jī)械耐磨性好。

(5)含釔90%的高釔結(jié)構(gòu)合金可應(yīng)用于航空空等要求低密度、高熔點(diǎn)的場所。

(6)目前備受關(guān)注的摻釔SrZrO3高溫質(zhì)子導(dǎo)電材料，對于要求高氫溶解度的燃料電池、電解池和氣體傳感器的生產(chǎn)具有重要意義。此外，釔還在電子工業(yè)中用作高溫噴涂材料、原子反應(yīng)堆燃料的稀釋劑、永磁材料的添加劑和吸氣劑。

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鈧(Sc)(發(fā)音為kàng)

金屬鈧(數(shù)據(jù)圖)

1879年，瑞典化學(xué)教授納爾遜(1840~1899)和克萊夫(1840~1905)幾乎同時在稀有礦物硅鈹釔礦和黑色稀有金礦中發(fā)現(xiàn)了一種新元素。他們將這種元素命名為鈧，這是門捷列夫預(yù)言的類似硼的元素。他們的發(fā)現(xiàn)再次證明了元素周期律的正確性和門捷列夫的先見之明。

與釔和鑭系元素相比，鈧的離子半徑特別小，氫氧化物的堿性特別弱。因此，當(dāng)鈧和稀土元素混合在一起時，用氨(或極稀的堿)處理時，鈧會首先沉淀，因此可以很容易地用“分級沉淀”的方法從稀土元素中分離出來。另一種方法是利用硝酸鹽的極化分解進(jìn)行分離，因為硝酸鈧最容易分解，從而達(dá)到分離的目的。

Sc可以通過電解獲得。在鈧的精煉過程中，氯化鈧、KCl和氯化鋰共熔，熔融的鋅作為電解的陰極，使鈧沉淀在鋅電極上，然后鋅蒸發(fā)得到鈧。此外，處理礦石以生產(chǎn)鈾、釷和鑭系元素時，鈧很容易回收。從鎢錫礦中綜合回收伴生鈧也是鈧的重要來源之一。鈧在化合物中主要以三價狀態(tài)存在，在空氣體中容易氧化成Sc2O3，失去金屬光澤，變成深灰色。

鈧的主要用途是:

(1)鈧能與熱水反應(yīng)釋放出氫氣，還溶于酸，是一種強(qiáng)還原劑。

(2)氧化鈧和氫氧化鈧只有堿性，但其鹽灰?guī)缀醪荒芩?。氯化鈧為白色晶體，溶于水，在空氣體中易潮解。

(3)在冶金工業(yè)中，鈧經(jīng)常用于制造合金(合金的添加劑)，以提高合金的強(qiáng)度、硬度、耐熱性和性能。例如，在鐵水中加入少量鈧可以顯著改善鑄鐵的性能，而在鋁中加入少量鈧可以提高其強(qiáng)度和耐熱性。

(4)在電子工業(yè)中，鈧可以用作各種半導(dǎo)體器件。比如亞鈧在半導(dǎo)體中的應(yīng)用已經(jīng)引起了國內(nèi)外的關(guān)注，含鈧鐵氧體在計算機(jī)磁芯中也很有前景。

(5)在化學(xué)工業(yè)中，鈧化合物用作醇脫氫和脫水劑，它是由廢鹽酸生產(chǎn)乙烯和氯的有效催化劑。

(6)在玻璃工業(yè)中，可以制造含鈧的特殊玻璃。

(7)在電光源行業(yè)，鈧和鈉制成的鈧鈉燈具有效率高、光色正的優(yōu)點(diǎn)。

(8)鈧在自然界以45Sc的形式存在。此外，鈧還有9種放射性同位素，即40 ~ 44SC和46 ~ 49SC。其中，46Sc作為示蹤劑，已用于化工、冶金和海洋學(xué)。醫(yī)學(xué)上，國外有研究用46Sc治療癌癥的。

稀土金屬已廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、冶金、機(jī)械、能源、輕工、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。稀土可用于生產(chǎn)熒光材料、稀土金屬氫化物電池材料、電光源材料、永磁材料、儲氫材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超導(dǎo)材料、磁致伸縮材料、磁制冷材料、磁光存儲材料、光纖材料等。中國稀土礦產(chǎn)資源豐富，成礦條件優(yōu)越，探明儲量居世界首位，為中國稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。